Luận văn Tuyến đường thiết kế từ P-B thuộc địa bàn Tỉnh Tây Ninh

− Tiếp tục đẩy mạnh thu hút dđầu tư tăng cường huy động nguồn vốn trong nước và thu hút vốn đầu tư nước ngoài, khai thác các lợi thế, đẩy nhanh chuyển đổi cơ cấu kinh tế vùng trong tỉnh

PHẦN 1 THIẾT KẾ CƠ SỞ

CHƯƠNG I.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TUYẾN ĐƯỜNG

1 Giới thiệu chung về dự án:

− Tuyến đường thiết kế từ P đến B thuộc địa bàn tỉnh Tây Ninh Đây là tuyến đường làm mới có ý nghĩa trong việc phát triển kinh tế địa phương cũng như trong khu vực Tuyến đường nối các trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế, văn hóa, chính trị của toàn tỉnh Tuyến đường ngoài công việc chủ yếu là vận chuyển hàng hóa, phục vụ đi lại của người dân, nâng cao dân trí của người dân còn có ý nghĩa trong quốc phòng

2 Tình hình kinh tế dân sinh của khu vực:

2.1 Phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Tây Ninh:

a Định hướng phát triển

− Trong 7 năm 2001-2007, nền kinh tế của Tây Ninh liên tục phát triển.Tổng sản phẩm trong tỉnh (GDP giá cố định 1994) năm 2002 tăng 11,2 % so với năm 2001; năm 2003 tăng 18,4 % so với năm 2002; năm 2004 tăng 13,8 % so với năm 2003; năm

2005 tăng 16,3% so với năm 2004; năm 2006 tăng 17,87% so với năm 2005; năm 2007 tăng 17% so với năm 2006, cơ cấu kinh tế chuyển dịch nhanh và đúng hướng: theo hướng tăng dần tỉ trọng của công nghiệp, xây dựng và thương mại, dịch vụ trong GDP Tỷ trọng trong GDP của các ngành nông, lâm, ngư nghiệp - công nghiệp, xây dựng – dịch vụ trong các năm như sau :

b Các nhiệm vụ trọng tâm trong thời gian tới:

− Đẩy mạnh dịch chuyển cơ cấu kinh tế, cơ cấu vùng, cơ cấu ngành, lĩnh vực, tập trung khai thác lợi thế so sánh, thúc đẩy quá trình tăng trưởng kinh tế với tốc độ nhanh, bền vững

− Tiếp tục đẩy mạnh thu hút dđầu tư (tăng cường huy động nguồn vốn trong nước và thu hút vốn đầu tư nước ngoài), khai thác các lợi thế, đẩy nhanh chuyển đổi

cơ cấu kinh tế vùng trong tỉnh :

+ Các huyện phía Nam tỉnh (Trảng Bàng, Gò Dầu, Bến Cầu) theo hướng phát triển mạnh công nghiệp, dịch vụ trên cơ sở đầu tư vào các khu, cụm công nghiệp, khu kinh tế cửa khẩu Mộc Bài và các dịch vụ dọc theo đường Xuyên Á

+ Các huyện phía Bắc (Tân Biên, Tân Châu, Châu Thành, Dương Minh Châu) tập trung chuyển đổi cây trồng vật nuôi, ổnn định vùng nguyên liệu cây công nghiệp cho các nhà máy chế biến và thúc đẩy nhanh quá trình đô thị hoá nông thôn trên cơ sở khai thác tốt lợi thế cửa khẩu, Khu kinh tế cửa khẩu Xa Mát và Nhà máy xi măng

+ Đối với Thị Xã , Hòa Thành phát triển nhanh và nâng cao chất lượng các hoạt động thương mại du lịch ,dịch vụ phục vụ sản xuất và đời sống , tập trung chỉnh trang ,xây dựng đô thị văn minh, hiện đại

− Phấn đấu đến 2010, tỷ trọng trong GDP của các ngành nông, lâm, ngư nghiệp

- công nghiệp, xây dựng - dịch vụ là 28 -32 - 40; GDP bình quân đầu người 1.000 USD, phấn đấu đến năm 2020 Tây Ninh trở thành một tỉnh công nghiệp phát triển bền vững

2.2 Dân cư:

− Tây Ninh có diện tích tự nhiên 4.035,45km2, dân số trung bình: 1.053.278 người (năm 2007), mật độ dân số: 261 người/km2, mật độ dân số tập trung ở Thị xã Tây Ninh và các huyện phía Nam của tỉnh như: các huyện Hoà Thành, Gò Dầu, Trảng Bàng Tây Ninh nằm ở vị trí cầu nối giữa TP Hồ Chí Minh và thủ đô Phnom Pênh vương quốc Campuchia và là một trong những tỉnh nằm trong vùng trọng điểm kinh tế phía Nam

− Tây Ninh có một thị xã (Thị xã Tây Ninh) và 8 huyện, gồm: Tân Biên, Tân Châu, Dương Minh Châu, Châu Thành, Hoà Thành, Bến Cầu, Gò Dầu, Trảng Bàng Thị xã Tây Ninh là trung tâm kinh tế - chính trị - văn hoá của tỉnh, cách TP Hồ Chí Minh 99km về phía Tây Bắc theo quốc lộ 22 và cách thủ đô Hà Nội: 1809km theo quốc lộ số 1

3 Điều kiện tự nhiên:

3.1 Vị trí địa lý

− Tỉnh Tây Ninh nằm trong vùng miền Đông Nam Bộ, phía Đông giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước, phía Nam và Đông Nam giáp thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Long An, phía Bắc và Tây Bắc giáp 2 tỉnh Svay Riêng và Kampong Cham của Campuchia với 1 cửa khẩu quốc tế Mộc Bài, hai cửa khẩu quốc gia (Sa Mát và Phước Tân) và nhiều cửa khẩu tiểu ngạch

− Với vị trí địa lý nằm giữa các trung tâm kinh tế – thương mại là thành phố Hồ Chí Minh và Phnôm Pênh (Campuchia), giao điểm quan trọng giữa hệ thống giao thông quốc tế và quốc gia, thông thương với các vùng kinh tế có nhiều tiềm năng phát triển, là điều kiện thuận lợi để tỉnh phát triển kinh tế – xã hội Tỉnh có 8 huyện, 1 thị xã (8 thị trấn, 5 phường và 82 xã) Thị xã Tây Ninh là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá của tỉnh

3.2 Đặc điểm địa hình

− Tây Ninh nối cao nguyên Nam Trung Bộ với đồng bằng sông Cửu Long, vừa mang đặc điểm của một cao nguyên, vừa có dáng dấp, sắc thái của vùng đồng bằng Trên địa bàn vùng cao phía Bắc nổi lên núi Bà Đen cao nhất Nam Bộ (986 m) Nhìn chung, địa hình Tây Ninh tương đối bằng phẳng, rất thuận lợi cho phát triển toàn diện nông nghiệp, công nghiệp và xây dựng

3.3 Khí hậu

− Khí hậu Tây Ninh tương đối ôn hoà, chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô Mùa nắng từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau và tương phản rất rõ với mùa mưa ( từ tháng 5 – tháng 11) Chế độ bức xạ dồi dào, nhiệt độ cao và ổn định Mặt khác Tây Ninh nằm sâu trong lục địa, ít chịu ảnh hưởng của bão và những yếu tố bất lợi khác Nhiệt độ trung bình năm của Tây Ninh là 27,40C, lượng ánh sáng quanh năm dồi dào, mỗi ngày trung bình có đến 6 giờ nắng

− Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1800 – 2200 mm, độ ẩm trung bình trong năm vào khoảng 70 - 80%, tốc độ gió 1,7m/s và thổi điều hoà trong năm Tây Ninh chịu ảnh hưởng của 2 loại gió chủ yếu là gió Tây – Tây Nam vào mùa mưa và gió Bắc – Đông Bắc vào mùa khô

4 Hiện trạng mạng lưới giao thông nghiên cứu:

4.1 Đường bộ:

− Đường Xuyên Á chạy qua địa bàn tỉnh Tây Ninh dài 28km, nối TP Hồ Chí Minh với Campuchia thông qua của khẩu Quốc tế Mộc Bài được hoàn thành vào cuối năm

2003, đạt tiêu chuẩn đường cấp II đồng bằng

− Quốc lộ 22B là tuyến đường xương sống chạy dọc tỉnh từ Bắc xuống Nam, đang được nâng cấp mở rộng cho 4 làn xe lưu thông, đạt tiêu chuẩn cấp III đồng bằng

− Đây là 2 tuyến đường chiến lược phát triển kinh tế - xã hội - an ninh - quốc phòng của địa phương và khu vực Bên cạnh đó, Tây Ninh hiện đã có 100% xã có đường nhựa đến tận xã Tổng chiều dài đường bộ của tỉnh là 3.112 km, trong đó đường quốc lộ, đường tỉnh lộ là 762 km, còn lại là đường giao thông nông thôn Đường nhựa và beton nhựa khoảng 925 km (29,27%); đường sỏi đỏ và đường đất 2.174 km (70%); đường đá dăm khoảng 12 km (0,3%) Tỉnh có khoảng 99 cầu với tổng chiều dài 3.331

m

4.2 Đường thuỷ:

− Mạng lưới giao thông thủy gồm 2 tuyến chính: tuyến sông Sài Gòn và tuyến sông Vàm Cỏ Đông Cả 2 tuyến này sẽ được đầu tư để đạt tiêu chuẩn cấp III toàn tuyến vào năm 2010 Hiện đang từng bước hiện đại hóa hệ thống báo hiệu, phao tiêu và thông tin liên lạc

− Tây Ninh có cảng sông Bến Kéo nằm trên sông Vàm Cỏ Đông cách Thị xã Tây Ninh 7 km, có khả năng tiếp nhận tàu đến 2.000 tấn

4.3 Định hướng phát triển kết cấu hạ tầng giao thông:

− Trong giai đoạn từ nay đến 2010, các trục đường chính quan trọng trong 2 hệ thống Bắc – Nam và Đông -Tây cùng với hệ thống đường liên huyện, đường trục trong đô thị sẽ được cải tạo, nâng cấp với tổng vốn ước tính khoảng 5.000 tỷ đồng

− Ngoài ra, Tây Ninh còn có khả năng phát triển đường hàng không từ cơ sở vật chất còn lại của sân bay quân sự (sân bay Trảng Lớn) tại xã Thái Bình, huyện Châu Thành, có thể xây dựng thành sân bay cấp 4-5, đường băng rộng 25-30m, dài 1000m, có thể tiếp nhận các loại máy bay 50-70 chỗ ngồi Mặt khác, cũng có thể xây dựng bãi đáp cho máy bay trực thăng trên đỉnh núi Bà Đen để phục vụ du lịch

5 Ý nghĩa của việc xây dựng tuyến đường:

− Trong điều kiện giao thông đi lại ngày càng nhiều thì việc xây dựng một tuyến đường là rất cần thiết Nó có ý nghĩa về mặt chính trị lẫn xã hội phù hợ với định hướng phát triển của tỉnh Góp phần phát triển giao thông đi lại giữa các vùng, trao đổi hàng hóa giữa các vùng và hình thành các khu đô thị nhằm phát triển về kinh tế giữa các vùng, trong khu vực Hiện đại hóa nông thôn và nâng cao dân trí của người dân vùng sâu vùng xa Ngoài ra nó còn góp phần bảo vệ an ninh quốc phòng của tỉnh và khu vực

CHƯƠNG II.

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

1 Quy mô đầu tư và cấp hạng thiết kế của tuyến đường:

1.1 Dự báo lưu lượng và sự tăng trưởng xe:

− Lưu lượng xe: 1890 xe/ngày đêm (năm tương lai)

− Trong đó thành phần xe bao gồm:

1.3 Cấp hạng kỹ thuật và tốc độ thiết kế:

− Lưu lượng xe ở năm tương lai: 1890 xe/ngđ

− Lưu lượng xe qui đổi về xe con được xác định theo bảng sau (theo điều 3.2.2 TCVN 4054-2005) áp dụng với địa hình đồng bằng, đồi :

Bảng kết quả qui đổi các loại xe ra xe con

Theo điều 3.4.2 TCVN 4054-2005 ứng với lưu lượng xe thiết kế Ntbnđ = 4.067 (xcqđ/nđ), đường tỉnh ta lựa chọn như sau :

+ Cấp thiết kế của đường (bảng 3) : III

+ Tốc độ thiết kế (bảng 4) : 80 km/h

+ Số làn xe yêu cầu (bảng 5) : 2 (không có dải phân cách giữa)

2 Xác định các yếu tố kỹ thuật của tuyến :

2.1 Xác định quy mô mặt cắt ngang đường:

a Số làn xe cần thiết :

Ncđg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm theo điều 3.3.3 TCVN 4054-2005

Ncđg= 0,12×Ntbnđ = 0,12×4.067 = 488 (xcqđ/h)

Z = 0.55: hệ số năng lực thông hành ứng với Vtk = 80 km/h vùng đồng bằng, đồi

Nlth = 1000 xcqđ/h/làn: Năng lực thông hành khi không có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ

Theo điều 4.2.1: chọn số làn xe tối thiểu là 2 cho đường cấp III

b Các kích thước ngang của đường:

• Bề rộng phần xe chạy:

− Tính toán bề rộng một làn xe theo trường hợp xe kéo moóc Công thức xác định bề rộng một làn xe:

+ a,c: bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe

+ Đối với xe kéo moóc : a = 2,5m; c = 1,95m

+ x : là khoảng cách từ mép thùng xe tới làn xe bên cạnh (ngược chiều).+ y: là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép ngoài phần xe chạy

+ x = y = 0,5 + 0,005xV = 0,5 + 0,005x80 = 0,9 m

+ V : lấy theo vận tốc thiết kế bằng 80Km/h

B = + x + y = + 0,9 × 2 = 4,025

− Theo TCVN 4054-2005 bảng 6: đường cấp thiết kế III có B1làn= 3,5m

− Để đảm bảo tính kinh tế ta chọn B1làn= 3,5m theo điều kiện tối thiểu Các xe khi tránh nhau có thể lấn ra phần lề gia cố

• Lềđường:

− Chiều rộng lề và lề gia cố tối thiểu theo quy định là 2,5m ứng với đường cấp III có vận tốc thiết kế 80 Km/h Trong đó phần gia cố tối thiểu là 2m Kiến nghị gia cố theo chiều rộng tối thiểu là 2m

• Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

− Tính toán với xe moóc tỳ:

− Độ mở rộng mặt đường cho 1 làn xe:

+ l = 14,5 m: cách từ trục sau của xe tới đầu mũi xe (bảng 1)

+ Bán kính đường cong nằm ứng với max =8%

sc

i : Rmin = 250 m (Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn đối với đương cấp III có Vtk = 80Km/h) Tốc độ xe chạy V = 80Km/h (lấy bằng tốc độ thiết kế)

2 w

− Theo TCVN 4054-2005 bảng 12: ứng với R = 250m thì ∆ = 0.8 m

 Vậy chọn ∆ = 0.8 m Trên đây chỉ là tính toán cho trường hợp tối thiểu giới hạn, tùy thuộc vào giá trị bán kính đường cong nằm khi thiết kế bình đồ mà tính toán giá trị độ mở rộng cho chính xác

• Chiều rộng nền đường:

− Trên đoạn thẳng: B = Bnđ + Blề = 7 + 2.5x2 = 12 m

− Trên đoạn cong (khi Rnằm = 250m): B = Bnđ + Blề = 7 + 0.8 + 2.5 x 2 = 12.8m

2.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất:

a Theo điều kiện sức kéo:

− Để đảm bảo điều kiện xe chạy thì :

b Theo điều kiện sức bám:

+ ϕ = 0,3 : hệ số bám dọc của lốp xe trong điều kiện áo đường lúc ẩm ướt, bẩn

xe chạy không thuận lợi

Bảng kết quả

2.3 Xác định tầm nhìn xe chạy:

a Tầm nhìn một chiều:

K 1,3 1,4 đối với xe tải.

+ i : Độ dốc dọc (chọn i = 0,05)

+ l0 : Khoảng cách an toàn, lấy l0 = 5m

+ ϕd : Hệ số bám, ϕd = 0,5 lấy với trường hợp bất lợi mặt đường ẩm và bẩn xe chạy không thuận lợi

2 1

3,6 254 (0,5 0,05)

− Theo TCVN 4054-2005 S1 tối thiểu là 100 m Vậy ta chọn S1= 100m để thiết kế

b Tầm nhìn trước xe ngược chiều:

2.4 Xác định các bán kính đường cong bằng:

a Độ dốc siêu cao:

− Theo TCVN 4054 - 2005 : (ứng với vận tốc thiết kế là 80Km/h)

=

max sc

=

min sc

n

VR

80

127(0.15 0.08)

− Theo TCVN 4054 – 2005 (bảng 13): Đối với max =

sc

i 8% thì Rmin = 250m Vậy

ta chọn Rmin = 250m làm bán kính thiết kế

c Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất ứng với siêu cao 2%:

− Từ công thức : =

µ +

2 min

n

VR

ta chọn Rmin = 650m làm bán kính thiết kế

d Bán kính đường cong bằng trong trường hợp không bố trí siêu cao:

− Khi đặt đường cong bằng không bố trí siêu cao hệ số lực ngang do muốn cải thiện điều kiện xe chạy lấy µ =0.08 và in=0.02 (điều kiện đảm bảo thoát nước nhanh)

e Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

− Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào góc phát sáng của đèn pha ôtô, α = 2 0

2.5 Xác định chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp:

a Đủ để bố trí siêu cao:

i

− Trong đó:

+ B: Bề rộng phần xe chạy

+ Blgc: Bề rộng lề gia cố

+ Với đường cấp III có V = 80Km/h theo tiêu chuẩn thì: B = 7m, Blgc= 4m.+ isc= 8 % : Độ dốc siêu cao (ta xét trường hợp giới hạn với siêu cao lớn nhất).

+ ip= 0,5 % Độ dốc phụ thêm để nâng siêu cao ứng với vận tốc ≥ 60 km/h

b Theo điều kiện tăng gia tốc ly tâm một cách từ từ và thỏa mãn các thông số clotoit:

+ A : thông số clotoit

+ R : bán kính đường cong nằm tối thiểu

+ Và điều kiện về tăng cường độ gia tốc li tâm một cách từ từ:

 I0 : độ tăng gia tốc ly tâm  I0 =0.5m/s3

− Để cấu tạo đơn giản thì đường cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao phải bố trí trùng nhau do đó ta phải lấy giá trị lớn hơn là = min =

CT nsc

− Theo TCVN 4054-2005 bảng 14: Với R = 250 m; isc = 8% thì Lct min = 110m

2.6 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng:

a Bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi:

− Đường có xe chạy ngược chiều và không có dải phân cách giữa

− Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban ngày trên đường cong đứng lồi:

= =

đ lồi

+ h1 = 1m : Cao độ mắt người lái xe so với mặt đường

+ Sđ = 200m : Tầm nhìn trước xe ngược chiều

− Theo TCVN 4054-2005 (bảng 19): lồi =

min

R 4.000m

b Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

− Theo điều kiện đảm bảo không bị gãy nhíp xe do lực ly tâm:

− Trong đó: [a] = 0,5 m/s2 : gia tốc ly tâm cho phép

− Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn về đêm:

1 lõm

+ hd = 0.8m : Độ cao của đèn ô tô so với mặt đường (xét với ôtô con)

+ α = 10 : Góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng

+ S1 = 100 m : Tầm nhìn hãm xe

Theo TCVN 4054-2005 (bảng1 9): lõm =

min

R 2.000m

2.7 Một số quy định khác:

− Theo TCVN 4054-2005 thì chiều dài lớn nhất của dốc dọc ứng với tốc độ 80Km/h với độ dốc 4% là 900m và 5% là 700m Chiều dài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn 200m Giữa hai đường cong bằng ngược chiều đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí các đường cong chuyển tiếp hoặc các đoạn nối siêu cao

Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật

STT Tên chỉ tiêu kỹ thuật Đơn

vị

Theo tính toán

Theo tiêu chuẩn

Kiến nghị

3 Bán kính cong nằm tối thiểu : m

- Đảm bảo tầm nhìn về đêm 1.433

5 Bán kính tối thiểu đường cong

đứng lồi theo điều kiện đảm bảo

tầm nhìn

6 Bán kính tối thiểu đường cong

đứng lõm theo điều kiện :

- Đảm bảo tầm nhìn về đêm 1.964

13 Chiều dài đoạn cong chuyển tiếp m 176 110 176

14 Độ mở rộng mặt đường trong

đường cong

CHƯƠNG III.

THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

1 Nguyên tắc thiết kế tuyến trên bình đồ:

− Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc tối đa của đường… không bị vi phạm các quy định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế

− Đảm bảo tuyến đi ôm theo địa hình để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, bảo vệ được cảnh quan thiên nhiên, đảm bảo sự hài hòa phối hợp tốt giữa đường và cảnh quan

− Xét tới yếu tố tâm lý của người lái xe, không nên thiết kế đường có những đoạn thẳng quá dài (hơn 3Km) gây mất cảm giác và buồn ngủ cho người lái xe và ban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt xe đi ngược chiều.

− Đảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phối cảnh không bị bóp méo hay gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địa hình xung quanh, cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi thiết kế nếu điều kiện địa hình cho phép

− Tránh các vùng đất yếu, sụt lở, hạn chế đi qua khu dân cư

2 Vạch các tuyến trên bình đồ:

− Bình đồ tỉ lệ : 1/10000

− Chênh cao đường đồng mức : 5,0 m

− Thiết kế đường đi qua 2 điểm P và B

− Cao độ điểm P : 55,00 m

− Cao độ điểm B : 75,00 m

− Dựa vào các chỉ tiêu hình học của tuyến đường được thiết kế và các điểm khống chế phải đi qua để vạch tất cả các phương án tuyến đường có thể thiết kế Trong quá trình vạch tuyến cần phải quan sát kỹ địa hình, căn cứ vào các dòng sông, suối chảy trong khu vực để tìm ra hệ thống sông suối, tìm ra các thung lũng sông và các đường phân thủy, tụ thủy Trong quá trình quan sát cũng cần phải nắm được các sướn núi và độ dốc của sườn, các bình nguyên, đèo cao và các khu vực có địa chất phức tạp

− Lưu ý đến vị trí tuyến vượt qua dòng chảy, nên chọn chỗ sông, suối thẳng, bãi sông hẹp, địa chất ổn định… nên để hướng tuyến vuông góc với dòng chảy đặc biệt là khi vượt các con sông lớn Những vùng địa chất xấu phải lựa chọn lối tránh hoặc phải tìm lối ngắn nhất để vượt qua và phải dự kiến phương pháp gia cố, chống đỡ

− Tùy vào địa hình mà triển khai tuyến cho thích hợp, địa hình phức tạp thì triển khai tuyến trên đường phân thủy, sườn núi hay thềm sông Để tránh đào sâu và đắp cao ở những đoạn đường qua vùng khó khăn nên sử dụng bước compa khi vạch tuyến trên bình dồ :

TD TC

D

P K p

R

+ 1/m : Tỉ lệ bản đồ địa hình

+ 0,8 : Hệ số chiết giảm

+ imax : Độ dốc lớn nhất (lấy độ dốc dọc thiết kế tối đa cho phép 5%)

− Dựa trên bình đồ ta chọn được hai phương án tuyến hợp lý nhất và tiến hành phân tích kinh tế kỹ thuật để lựa chọn được phương án tuyến tối ưu

3 Thiết kế các yếu tố trắc địa:

3.1 Các yếu tố đường cong bằng:

+ R : Bán kính đường cong

+ α: Góc ngoặt trên bình đồ

− Chọn bán kính đường cong nằm theo TCVN 4054-2005, khi không bị khống chế về địa hình, địa vật nên chọn bán kính R đường cong nằm từ bán kính tối thiểu thông thường trở lên, khi điều kiện bị khống chế mới dùng bán kính tối thiểu Rmin

− Kết quả của 2 phương thể hiện ở các bảng sau (các yếu tố của đường cong tổng hợp):

YẾU TỐ CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 1

-3.2 Cọc trên tuyến:

− Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:

+ Cọc H (cọc 100m), cọc Km

+ Cọc NĐ, TĐ, P, TC và NC của đường cong

+ Các cọc khác như cọc phân thuỷ, cọc tụ thuỷ, cọc khống chế …

− Sau khi cắm các cọc trên bản đồ ta dùng thước đo cự ly giữa các cọc trên bản đồ và nhân với tỷ lệ bản đồ để được cự ly thực tế giữa các cọc:

+ libđ (mm) : Cự ly giữa các cọc đo được từ bản đồ

+ 1000 : Hệ số đổi đơn vị từ mm  m

+ M : Tỷ lệ bản dồ, M=10000

− Sau khi xác định được góc ngoặt αi (đo trên bản đồ) và chọn bán kính đường cong nằm Ri, ta xác đinh được chiều dài tiếp tuyến:

− Từ đó ta cắm được cọc:

+ TĐi = Đi -Ti = Đi - i

+ TCi = Ñi +Ti = Ñi + i

94 6,700.00 72.08

CHƯƠNG IV.

THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG

1 Các yêu cầu thiết kế:

− Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, đảm bảo các chỉ tiêu khai thác vận doanh có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phải đạt được các yêu cầu cơ bản sau đây :

+ Aùo đường phải có đủ cường độ chung, biểu thị qua khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chịu kéo uốn hoặc lo nhiệt độ Và phải ít bị thay đổi theo điều kiện thời tiết khí hậu, tức là phải ổn định về cường độ.+ Mặt đường phải đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn, giảm sóc khi xe chạy do đó nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ phương tiện giao thông

+ Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám nhất định để nâng cao hệ số bám, tạo điều kiện cho xe chạy an toàn với tốc độ cao

+ Aùo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt vì bụi làm giảm tầm nhìn, gây tác động xấu đến con người và máy móc

− Tuy nhiên không phải lúc nào cũng đòi hỏi áo đường có đủ phẩm chất trên một cách hoàn hảo Vì như vậy sẽ rất tốn kém, do đó người thiết kế phải xuất phát từ yêu cầu thực tế để đưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp thỏa mãn ở mức độ khác nhau các yêu cầu nói trên

2 Số liệu ban đầu:

− Thiết kế sơ bộ kết cấu áo đường mềm của phần xe chạy cho một tuyến đường cĩ 2 làn

xe Theo kết quả dự báo lưu lượng xe vào cuối thời kỳ khai thác cuối thời kỳ khai thác 15 năm như bảng sau:

Loại xe(T)

Trọng lượng trục (KN) trục Số

sau

Số bánh của mỗicụm bánh ở trục sau

Kc giữa các trục sau

Lưu lượng 2 chiều (xe/ngđ)

Trục trước

Trục sau

− Việc quy đổi phải được thực hiện đối với từng cụm trục trước và cụm trục sau của mỗi loại xe khi nó chở đầy hàng với các quy định sau:

+ Cụm trục có thể gồm m trục có trọng lượng mỗi trục như nhau với các cụm bánh đơn hoặc cụm bánh đôi (m =1, 2, 3 );

+ Chỉ cần xét đến (tức là chỉ cần quy đổi) các trục có trọng lượng trục từ 25 kN trở lên;

+ Bất kể loại xe gì khi khoảng cách giữa các trục ≥ 3,0m thì việc quy đổi được thực hiện riêng rẽ đối với từng trục;

+ Khi khoảng cách giữa các trục < 3,0m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổi gộp

m trục có trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xét đến hệ số trục C1 như ở biểu thức (2.1) và (2.2)

− Theo các quy định trên, việc quy đổi được thực hiện theo biểu thức sau:

tt

I i 2 k

1

P

P (

n C C

+ C1 là hệ số số trục được xác định theo biểu thức (2-2):

C 1 =1+1,2 (m-1); (2-2)

+ Với m là số trục của cụm trục i

+ C2 là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh: với các cụm bánh chỉ có 1 bánh thì lấy C2=6,4; với các cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì lấy C2=1,0; với cụm bánh có 4 bánh thì lấy C2=0,38

Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 KN

4 Số trục xe tính toán trên một làn xe và trên kết cấu áo lề có gia cố

− Số trục xe tính toán Ntt là tổng số trục xe đã được quy đổi về trục xe tính toán tiêu chuẩn (hoặc trục xe nặng nhất tính toán) sẽ thông qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế quy định tuỳ thuộc loại tầng mặt dự kiến lựa chọn cho kết cấu áo đường

+ fl: là hệ số phân phối số trục xe tính toán trên mỗi làn xe được xác định như sau+ Trên phần xe chạy chỉ có 1 làn xe thì lấy fl = 1,0;

+ Trên phần xe chạy có 2 làn xe hoặc 3 làn nhưng không có dải phân cách thì lấy fl

=0,55;

+ Trên phần xe chạy có 4 làn xe và có dải phân cách giữa thì lấy fl =0,35;

+ Trên phần xe chạy có 6 làn xe trở lên và có dải phân cách giữa thì lấy fl=0,3;

+ ở các chỗ nút giao nhau và chỗ vào nút, kết cấu áo đường trong phạm vi chuyển làn phải được tính với hệ số fl = 0,5 của tổng số trục xe quy đổi sẽ qua nút

+ Vì đường thiết kế có 2 làn xe nên fl = 0,55

 N tt = 567 (trục/làn.ngđ)

5 Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời gian thiết kế:

− Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế Ne được tính theo biểu thức sau (nếu số liệu là hiện tại thì mẫu số chỉ là q)

t 1

t

t

) q 1 ( q

] 1 ) q 1 [(

+

−+

=+ Nt: là số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn = 567 trục/làn,ngđ

+ q: là tỉ lệ tăng trưởng lượng giao thông trung bình năm ,q = 10%

+ t: là thời hạn thiết kế ,t= 15 năm

Bảng Trị số mơ đun đàn hồi yêu cầu

Loại tải

trọng trục

tiêu chuẩn

Loại tầng mặt Trị số mơ đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa), tương ứng với số trục xe

tính tốn (xe/ngày đêm/làn)

− Với Ntt = 567 trục/làn.ngđ ta tra được Eyc = 179,87 MPa.

− Với độ tin cậy thiết kế là 0,95 ta được Kdv = 1,17

Yêu cầu về độ võng của kết cấu áo đường là E > Kdv.Eyc = 210,45 MPa.

− Với Ntt = 198 trục/làn.ngđ ta tra được Eyc = 159,79 MPa.

− Với độ tin cậy thiết kế là 0,95 ta được Kdv = 1,17

− Yêu cầu về độ võng của kết cấu áo đường là E > Kdv.Eyc = 186,95 MPa.

7 Lựa chọn và kiểm tốn kết cấu áo đường:

7.1 Lựa chọn kết cấu áo đường phần mặt đường xe chạy (Phương án 1):

A Lựa chọn kết cấu áo đường gồm 4 lớp với các thông số vật liệu như sau:

− Bảng các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cho phương án I :

c Kiểm toán kết cấu áo đường đã chọn:

1 Kiểm toán theo điều kiện độ võng đàn hồi:

− Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt 2 lớp một từ dưới lên theo công thức:

− Trong đó:

3 3 / 1 1

1

t.

k 1 E E







+

+

=Với : H1 =h1+h2

K =h2/h1;

t = E2/E1

3 3 / 1 1

tb 2

t k 1 E E







 +

+

=

t b 1 k

E

t.

k 1 E E







+

EE

E

E.D

H4

1

E

E11,05.E

+

=

−

ch E

Dùng công thức trên kết quả tính được sẽ có sai số 5-10%, điều chình công thức bằng cách tăng thêm 10% kết quả tính ta được Ech của kết cấu

Nếu H/D # 2 thì dùng toán đồ hình 3-1 22TCN211-06 Với các tỉ số:

E 0,139

 Ech = 211,311 MPa

Kiểm tra điều kiện Ech ≥ Kdv.Eyc ta có kết luận

Vậy KC đảm bảo cường độ về độ võng

2 Kiểm toán kết cấu theo điều kiện cắt trượt:

* Đối với nền đất:

Tính Etb của cả 4 lớp kết cấu:

Việc đổi kết cấu về hệ 2 lớp được thực hiện tương tự như trên, ta được bảng tính toán:

Đất nền á cát 49

Xét đến hệ số b= 1,231  Etbdc = 333,628 MPa

Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong nền đất tax:

Từ các tỷ số =

E

6,80874; đất nền có j = 30 độ

Tra toán đồ hình 3-2 22TCN211-06 ta được

=

τ

P

ax 0,0119  tax= 0,0071 (MPa)Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo

đường gây ra trong nền đất Tav:

Tra toán đồ hình 3-4 ta được tav = -0,0032 MPa

tax + tav = 0,0039 MPa

Xác định trị số Ctt theo công thức:

C tt = C k 1 k 2 k 3

Trong đó:

C: lực dính của đất nền 0.018(MPa);

K1 : hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động và gây dao động Với kết cấu nền áo đường phần xe chạy thì lấy K1=0,6

K2 : hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu; các yếu tố này gây ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng xe chạy càng lớn, do vậy K2 được

xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mà kết cấu phải chịu đựng trong 1 ngày đêm như

ở Bảng Vậy K2 = 0.8

Xác định hệ số K 2 tuỳ thuộc số trục xe tính toán

Số trục xe tính toán (trục/ngày đêm/làn)

Dưới 100

Dưới 1000

Dưới 5000

Trên 5000

K3 : hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính trong điều kiện chúng làm việc trong kết cấu khác với trong mẫu thử Cụ thể trị số K3 được xác định tuỳ thuộc loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường như dưới đây:

- Đối với các loại đất dính (sét, á sét, á cát …) K3 = 1,5;

- Đối với các loại đất cát nhỏ K3 = 3,0;

- Đối với các loại đất cát trung K3 = 6,0;

- Đối với các loại đất cát thô K3 = 7,0

Theo khảo sát đất nền thuộc loại Đất dính

 Ctt = 0,014 MPa

Với độ tin cậy thiết kế như trên, ta có Ktr = 1,000

So sánh Ctt/Ktr với tax+tav ta đi tới kết luận

Vậy KC đảm bảo đk chịu cắt trượt trong nền đất

3 Kiểm toán kết cấu theo điều kiện chịu kéo uốn:

A/ ĐỐI VỚI BÊ TÔNG NHỰA LỚP TRÊN:

Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức:

σku = σku p k b

trong đó:

p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán

kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn; khi kiểm tra với cụm bánh đôi

(là trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn) thì lấy kb = 0,85, còn khi kiểm tra với cụm bánh đơn của tải trọng trục đặc biệt nặng nhất (nếu có) thì lấy kb = 1,0.

ku

σ : ứng suất kéo uốn đơn vị

Ta có htrên = 5,00 cm; Etrên = 2000,00 MPa

Tìm Echm trên mặt lớp BTN lớp dưới:

Tính đổi các lớp về một lớp tương đương, ta được bảng tính như sau:

E 0,115

Rkutt : cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối

Kku : hệ số cường độ về chịu kéo uốn được chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế giống như với trị số Ktr

Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa

R kutt = k 1 k 2 R ku

Trong đó:

Rku : cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toánk2 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu thời tiết Với các vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ lấy k2 = 1,0; còn với bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng và các loại hỗn hợp vật liệu hạt trộn nhựa lấy k2 = 0,8; với bê tông nhựa chặt loại I và bê tông nhựa chặt dùng nhựa polime lấy

Với độ tin cậy thiết kế như trên, ta có Kku= 1,000

Kiểm tra điều kiện σku≤ ku

cd

ku tt K

R

ta rút ra kết luận:

Vậy lớp BTN lớp trên đảm bảo đk kéo uốn

B./ ĐỐI VỚI BTN LỚP DƯỚI

Ta có htrên = 5,00 cm ; Etrên = 2000MPa

hdưới = 7,00 cm ; Edưới = 1800 MPa

 EchBTN =

dưới trên

dưới dưới trên

trên

h h

h E h

E

+

+

=1883,33(MPa)

Tìm Echm trên mặt lớp CPĐD Loại I:

Theo tính toán ở trên: Etb= 271,132 MPa

Với H’/D = 1,939  b = 1,207  Etbdc = 327,281 MPa

Tra toán đồ hình 3-1 22TCN211-06 với H/D =1,939; dc =

tb

0 E

E 0,150

 dc =

tb

ch E

13,885; h’/D = 0,364